《表4 田口试验设计方案及结果》

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《基于有限元分析的电工纯铁DT4E材料冲裁加工工艺研究》

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按照田口试验设计方法[15]开展了相应的冲裁仿真试验，试验参数安排及仿真结果如表4所示，在仿真结果数据按照影响效应差值迚行分析得到结果如图7所示。可以看出，冲裁速度、冲裁间隙、凸凹模磨损及摩擦系数对光亮带和断裂带的形成均有较大的影响，并且冲裁间隙为最主要的影响因子。较小的冲裁间隙意味着在冲裁过程中凸模与板料以及凹模与板料之间的静水压应力较大，延缓了材料微裂纹的产生及扩展，从而有助于光亮带宽度的增加。另外值得注意的是，随着冲头刃口圆角的增大，光亮带随之减小，而断裂带增大。这是因为，冲头刃口附近的金属材料在变形过程中与冲头刃口产生较大接触应力和粘结效应，形成拉应力，如图8(a）所示，冲头刃口圆角半径增大意味着材料在刃口圆角处的粘结和滑移距离拉长，促迚拉应力的增大及微裂纹的产生，从而过早的发生材料断裂与分离。而对于凹模，在冲裁过程中，随着凸模的下行，剪切带区域内和凸模下方的材料被逐渐挤入凹模型腔孔内，从而因剪切滑移的作用在拉压应力梯度较大的位置处逐渐产生微裂纹，如图8(b）所示，较锋利的凹模刃口则会促迚变形区材料的剪切与滑移与微裂纹，从而过早的产生微裂纹。图7(c）显示塌角随着凸模刃口圆角、冲裁间隙及摩擦系数的增大而增大，随着冲裁速度的提高而减小。另外，可以看出凹模刃口圆角对塌角的影响较小。图7(d）表明随着冲裁间隙、凹模刃口圆角及摩擦系数的增大而增大，冲裁速度和凸模刃口圆角对毛刺的高度增大较为有限。另外，结合表4可以看出，当凹模圆角较大时，无论冲裁间隙的大小，均会造成较大的毛刺。同时，摩擦系数的增大同样会造成较大的毛刺高度，在生产过程中需要格外注意润滑效果的改善。